最新(电子技术与应用)项目十直流稳压电源与可控整流电路教学讲义PPT课件.ppt

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1、(电子技术与应用)项目十直流稳压电源与可控整流电路【任务1】直流稳压电源的设计相关知识电子电路必须有直流电源才能工作，如何获得质量优良的直流电源，是我们要解决的问题。通常获得直流电源的方法较多，如干电池、蓄电池、直流电机等，但相比而言，最经济实用的是利用交流电源经过变换而成的直流电源。一般情况下，获取中小功率直流电源的方法是利用电网220V交流电压，经过降压变压器降压，经整流和滤波电路后，得到一个幅值比较平滑的直流电压，再利用稳压电路使输出的直流电压稳定在负载需要的电压值上。图10.1直流稳压电源结构框图及信号变化流程图4.输出

2、纹波电压输出纹波电压　　是指稳压电路输出端交流分量的有效值，一般为毫伏数量级，表示输出电压的微小波动。【任务2】硅稳压管稳压电路与应用相关知识硅稳压二极管是应用在伏安特性反向击穿区的特殊二极管。其伏安特性曲线、符号和主要参数在项目一特殊二极管中已经做了详细介绍，这里在之前介绍稳压二极管的基本知识的基础上，主要讲解硅稳压二极管的稳压电路及应用。1.电路结构硅稳压管稳压电路是一种最简单的直流稳压电路，它是利用二极管反向击穿时的伏安特性进行稳压的，当二极管反向击穿时，尽管击穿电流增加很多，但其两端的电压基本保持不变，这样，只要控制二极

3、管反向击穿时电流不致过大，其两端的压降就基本不变。图10.2稳压管稳压电路2.工作原理当输入电压Ui不变时，若负载RL减小，则输出电流Io增大，而IR=IZ+Io，故IR增大。又IR的增大使UR增大，从而使Uo减小(Uo=Ui－UR)。又Uo=UZ，故Uo减小，使IZ减小，IZ减小，使IR和UR减小，Uo增大，从而使Uo基本稳定不变。其稳压过程可描述如下：RL↓→Io↑→IR↑→UR↑→Uo↓→IZ↓→IR↓→UR↓→Uo↑　　反之，若输入电压Ui不变，负载RL增大，稳压电路亦能保证Uo基本不变。其稳压过程如下：RL↑→Io↓

4、→IR↓→UR↓→Uo↑→IZ↑→IR↑→UR↑→Uo↓当负载RL不变时，若输入电压Ui增大或减小，稳压管稳压电路亦能使Uo基本不变，其稳压过程如下。　　当Ui增大时：Ui↑→Uo↑→IZ↑→IR↑→UR↑→Uo↓　　当Ui减小时：Ui↓→Uo↓→IZ↓→IR↓→UR↓→Uo↑3.稳压性能估算1)稳压电路的输出电阻Ro根据输出电阻Ro的定义，当温度及输入电压不变时，Ro=ΔUo/ΔIo，且可以把图10.2所示的稳压电路根据戴维南定理等效为图10.3所示的等效电路。　　由等效电路可求得输出电阻Ro为Ro=R∥rZ≈rZ(10

5、-4)图10.3硅稳压二极管稳压电路的等效电路2)稳压电路的稳压系数S根据稳压系数的定义，当环境温度及负载不变时，　　　　　　　　　　　　　　由等效电路图10.3可求得由此有所以，稳压系数为(10-5)4.电路元件及参数的选择为了使稳压二极管工作在反向击穿状态时具有足够小的动态电阻rZ，则流过稳压管的工作电流应满足手册上所规定的IZmin

6、电路可知，此时流经稳压二极管的电流IZ最大，若电路要能正常稳压，则此时稳压二极管的工作电流IZ必须小于其在稳压范围内的最大工作电流IZmax，由电路有即另一种情况是当整流滤波后的电压Ui为最小值而负载电流Io却为最大值时，流过稳压二极管的电流IZ最小。同理，若电路能正常稳压，则此时稳压二极管的工作电流IZ必须大于稳压二极管稳压范围内的最小工作电流IZmin，根据电路可求得即由以上分析可知，限流电阻R必须满足以下关系式：　　　　　　　　　　　　　　　　　(10-6)同时，一般限流电阻R的额定功率按下式选择:

7、(10-7)　　通常，稳压二极管的最大反向电流IZmax应大于负载电流最大值Iomax，所以，稳压二极管一般按以下公式选择：UZ=Uo(10-8)IZmax=(1.5~3)Iomax(10-9)又由于限流电阻R上有压降，因此，稳压电路的输入电压应大于负载电压Uo，若R上电压降过小，则R的电压调节范围也较小，电路的稳压效果就较差；但是，若R上压降过大，则能量损失会偏大。一般电路按以下公式确定稳压电路的输入电压Ui：Ui=(2~3)Uo(10-10)【任务3】串联型稳压电路与应用相关知识由于稳压管稳压电路不能输出大电流，输出电

8、压不可调，因此，在要求输出大电流、输出电压连续可调的情况下，就需要采用串联型三极管稳压电路。10.3.1串联型三极管稳压电路的组成串联型晶体三极管稳压电路的组成框图如图10.4所示，一般由电压调整环节、比较放大电路、基准电源和采样电路四部分组成。图10.4串联型